[发明专利]一种太阳能与土壤源联合供能的双热源热泵及跨季节蓄能系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种协同利用浅层地热和太阳能的热源热泵及供暖制冷供生活热水及跨季节蓄能联合运行系统，属于能源供热和空调技术领域。

背景技术

随着科技的进步和时代的发展，人们对居住生活条件的要求不断提高，对室内环境的舒适性提出了更高的要求。然而与此相悖的是全球范围内的能源危机，以化石燃料为主的城市集中供热系统带来了建筑能耗和环境污染等问题。传统的建筑供冷系统是由小型的单体空调或中央空调来实现。这样建筑用能每年都消耗掉了大量的化石能源，同时也加重了大气污染。因此，要想根治大气污染及节约能源，节能减排，大力推进清洁能源、可再生能源以及调整能源结构是关键切入点。

一种太阳能-土壤源联合供能的双热源热泵及跨季节蓄能系统是当前比较合理的同时能实现供暖、供热水及制冷，合理利用太阳能跨季节供能的用能方式。太阳能是一种分布广泛、绿色无污染的可再生能源，其热利用技术已较为成熟。

太阳能还是一种季节性变化与间歇性变化的能源，利用高效的热转换技术及跨季节蓄能技术来给建筑供能将会大大提高系统的太阳能利用率，经济性更好。因此在太阳能丰富但对热需求不高的季节，可将太阳能蓄存于储热体中，再在对热需求要求高时进行释能，用于冬季采暖。

热泵是一种从低温热源吸取热量并把他传给高温热源的热能品质提升装置。由于热泵属于节能技术，近年来得到社会的广泛关注。现如今尽管热泵技术已经非常成熟，但其运行成本仍然相对较高，因此我们寻找一条经济高效运行稳定的供能系统是非常有必要的。

发明内容

为了克服现有技术领域存在的能耗高、运行成本高及环境污染等问题，本发明的目的在于，提供太阳能-土壤源联合供能的双热源热泵及跨季节蓄能系统及其操作方法，该系统可用于建筑的供热、供冷、供生活热水；该系统具有机组性能系数高、操作简单、独立性好等特点

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种太阳能与土壤源联合供能的双热源热泵及跨季节蓄能系统,包括通过管道依次连接并形成回路的太阳能集热器、集热水泵、集热水箱、集热控制阀；在集热水箱的出水口通过管道依次连接第一控制阀、第二控制阀、第一水泵、第一换热器与四通换向阀的a端连接；四通换向阀的c端通过管道穿过第二换热器、用户侧水泵后与建筑室内末端装置的进水口连接；四通换向阀的b端与c端分别通过管道连接压缩机的两端；建筑室内末端装置的出水口通过管道依次连接用户侧供能控制阀、第二换热器、膨胀阀、第一换热器、第二控制阀、第一控制阀后进入集热水箱的进水口；联合供能及跨季节蓄能系统还包括地埋管换热器，地埋管换热器的进水口通过管道连接地源侧控制阀后与第一控制阀和第二控制阀之间靠近集热水箱的出水口的管道三通连接，地埋管换热器的出水口通过管道依次连接地源侧循环水泵、地源侧控制阀后与第一控制阀和第二控制阀之间靠近集热水箱的进水口的管道三通连接；在地源侧循环水泵与地源侧控制阀之间的管道设有支路管道依次连接第三控制阀、第三换热器后接入第二换热器与四通换向阀的a端之间的管道，在地埋管换热器进水口与地源侧控制阀之间的管道设有支路管道依次连接第三控制阀、第三换热器后接入第二换热器与膨胀阀之间的管道；联合供能及跨季节蓄能系统还包括风冷式冷却塔，风冷式冷却塔的一端通过管道连接冷却水循环控制阀后接入第二控制阀与第一换热器之间的管道，风冷式冷却塔的另一端通过管道依次连接冷却水泵、冷却水循环控制阀后接入第一水泵与第一换热器之间的管道。

作为方案一的改进，一种太阳能与土壤源联合供能的双热源热泵及跨季节蓄能系统,还包括设在集热水箱中的盘管，盘管的出水口依次连接热水控制阀、热水泵后接入生活用水管。

作为方案一的改进，地埋管换热器通过多个地埋管串联或并联组成。

作为方案一的改进，在地埋管换热器的掩埋土壤上部铺设或覆盖有保温材料。

作为方案三的改进，地埋管采用U型PE换热管。

作为方案一的改进，太阳能集热器为管板式平板集热器。

作为方案一的改进，所述第一换热器、第二换热器、第三换热器采用管式换热器换板式换热器。

本发明具有以下有益效果：本发明根据气候条件随季节的差异而引起的太阳能分布不均匀的特点利用了储热系统进行富余热量储热，太阳能不足时进行释热，所以该热泵系统的COP会明显高于普通单一热源的供能系统。